CN104205397B - 有机电致发光元件及其制造方法 - Google Patents

有机电致发光元件及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种有机电致发光元件,其可以简便且准确地设定元件的发光色,并且能够对白色区域的发光色进行微调整。本发明的电致发光元件具有一对电极和设置于该电极间的发光层、并且在CIE1931色度坐标系中呈现坐标Ao(Xo,Yo)的发光色,上述发光层的同一层中含有在CIE1931色度坐标系中呈现坐标A1(x1,y1)的发光色的白色发光材料A1和在CIE1931色度坐标系中呈现与坐标A1(x1,y1)不同的坐标A2(x2,y2)的发光色的白色发光材料A2,CIE1931色度坐标系中的坐标A1(x1,y1)与坐标A2(x2,y2)的距离LA1‑A2满足LA1‑A2<0.13。

Description

有机电致发光元件及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种有机电致发光元件及其制造方法。
背景技术
有机电致发光元件(以下,也称作“有机EL元件”。)是使用有机化合物作为发光材料等功能材料的发光元件。已经作出了通过在有机EL元件中组合使用发光波长不同的多个发光材料来实现各种发光色的尝试。例如在专利文献1中公开了具有在同一层中含有发光波长不同的多个发光材料而成的发光层的有机EL元件。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特表2009-528400号公报
发明内容
发明所要解决的课题
有机EL元件的发光色由发光材料中所含的发光部位发出的光的叠合来确定。从简便且准确地设定各种发光色(例如CIE色度坐标系中的从单色光谱线分离出的白色区域或低彩度的混色区域的发光色)的观点出发,优选使有机EL元件的发光色基于各发光材料的发光色及混合比呈线性变化。
例如在将以[c1]的浓度(单位重量发光材料中的发光部位的数密度)含有在CIE色度坐标系中呈现坐标(x1,y1)的发光色的发光部位1的发光材料1和以[c2]的浓度含有呈现坐标(x2,y2)的发光色的发光部位2的发光材料2分别按照重量w1及w2组合使用时,有机EL元件的发光色的色坐标(Xo,Yo)优选可以根据以下的色度关系式来预测。
【数学式1】
Xo=(x2-x1)m+x1
Yo=(y2-y1)m+y1
其中,m为 w 2 · [ c 2 ] w 1 · [ c 1 ] + w 2 · [ c 2 ] .
上述色度关系式中,x1、y1及[c1]为发光材料1所固有的值,x2、y2及[c2]为发光材料2所固有的值。因此,若组合使用的发光材料的种类确定,则实质上可以将有机EL元件的发光色设定成基于各发光材料的重量w1及w2的线性函数。
但是,对于在同一层中含有发光材料1和发光材料2的专利文献1记载的技术而言,当电子和空穴在发光材料1的发光部位1再结合而形成激子时,容易引起从此种激子向发光材料2的发光部位2的能量转移。若产生此种发光部位间的能量转移,则以发光部位1和发光部位2发生独立作用为前提的上述色度关系式变得不再成立。其结果使得利用计算求得的发光色的预测值与实际的发光色之间产生偏差。在目标发光色为白色时,此种偏差呈现出尤为显著的问题。这是由于:即便是白色区域中微小的色调差异,也会被人眼清楚地察觉到。
本发明鉴于上述现有技术所具有的课题而完成,其课题在于提供能够基于各发光材料的发光色及混合比而简便且准确地对白色区域中的发光色进行微调整的有机EL元件及其制造方法。
用于解决课题的技术手段
为了解决上述课题,本发明提供了采用下述构成的有机电致发光元件及其制造方法。
[1]一种有机电致发光元件,其具有一对电极和设置于该电极间的发光层、并且在CIE1931色度坐标系中呈现坐标Ao(Xo,Yo)的发光色,
上述发光层的同一层中含有在CIE1931色度坐标系中呈现坐标A1(x1,y1)的发光色的白色发光材料A1和在CIE1931色度坐标系中呈现与坐标A1(x1,y1)不同的坐标A2(x2,y2)的发光色的白色发光材料A2,
CIE1931色度坐标系中的坐标A1(x1,y1)与坐标A2(x2,y2)的距离LA1-A2满足LA1-A2<0.13。
[2]根据上述[1]所述的有机电致发光元件,其中,上述发光层的的同一层中除含有上述白色发光材料A1和上述白色发光材料A2外还含有白色发光材料A3,所述白色发光材料A3在CIE1931色度坐标系中呈现与坐标A1(x1,y1)及坐标A2(x2,y2)均不同的坐标A3(x3,y3)的发光色,
在将基于白色发光材料A1和白色发光材料A2的总和的发光色的色坐标设为Ad(xd,yd)时,CIE1931色度坐标系中的坐标Ad(xd,yd)与坐标A3(x3,y3)的距离LAd-A3满足LAd-A3<0.13。
[3]根据上述[1]或[2]所述的有机电致发光元件,其中,上述白色发光材料A1及A2中的至少一者为白色发光高分子材料。
[4]根据上述[3]所述的有机电致发光元件,其中,上述白色发光材料A1及A2这两者均为白色发光高分子材料。
[5]一种有机电致发光元件的制造方法,所述有机电致发光元件具有一对电极和设置于该电极间的发光层、并且在CIE1931色度坐标系中呈现坐标Ao(Xo,Yo)的发光色,
所述有机电致发光元件的制造方法包括:通过涂布含有在CIE1931色度坐标系中呈现坐标A1(x1,y1)的发光色的白色发光材料A1、在CIE1931色度坐标系中呈现与坐标A1(x1,y1)不同的坐标A2(x2,y2)的发光色的白色发光材料A2和溶剂的涂布液而形成发光层的工序,
CIE1931色度坐标系中的坐标A1(x1,y1)与坐标A2(x2,y2)的距离LA1-A2满足LA1-A2<0.13。
[6]根据上述[5]所述的有机电致发光元件的制造方法,其中,上述涂布液还含有白色发光材料A3,所述白色发光材料A3在CIE1931色度坐标系中呈现与坐标A1(x1,y1)及坐标A2(x2,y2)均不同的坐标A3(x3,y3)的发光色,
在将基于上述白色发光材料A1和上述白色发光材料A2的总和的发光色的色坐标设为Ad(xd,yd)时,CIE1931色度坐标系中的坐标Ad(xd,yd)与坐标A3(x3,y3)的距离LAd-A3满足LAd-A3<0.13。
[7]根据上述[5]或[6]所述的有机电致发光元件的制造方法,其中,上述白色发光材料A1及A2中的至少一者为白色发光高分子材料。
[8]根据上述[7]所述的有机电致发光元件的制造方法,其中,上述白色发光材料A1及A2这两者均为白色发光高分子材料。
发明效果
根据本发明,可以提供能够基于各发光材料的发光色及混合比而简便且准确地对白色区域中的发光色进行微调整的有机电致发光元件及其制造方法。
附图说明
图1表示CIE1931色度坐标系。
具体实施方式
本发明中定义发光色的色度时所使用的“CIE1931色度坐标系”是指在1931年由国际照明委员会(法语:Commission Internationale del′Eclairage、简称:CIE)制定的作为以数值来表示颜色的手段的XYZ表色系。
如图1所示,CIE1931色度坐标系为将横轴方向设为x、且将纵轴方向设为y的平面坐标系。在CIE1931色度坐标系中,单色利用单色光谱线(波长范围380nm~770nm)的波长来表示,混色利用在被单色光谱线包围的区域中的坐标(x,y)来表示。此外,在混色区域的中心部示出黑体(完全放射体)发出的光的颜色和此时的黑体的绝对温度(色温度;单位为K)的轨迹(黑体轨迹)。
在CIE1931色度坐标系中,通常波长770nm的单色光谱线附近的混色区域表示红色(R)区域,波长520nm的单色光谱线附近的混色区域表示绿色(G)区域,波长380nm的单色光谱线附近的混色区域表示蓝色(B)区域,色温度3000K以上且11000K以下的黑体轨迹附近的混色区域表示白色(W)区域。
另外,本发明中,发光色中所说的“白色”是指:在CIE1960UCS色度图(CIE1960Luv)的坐标上位于白色温度3000K以上且11000K以下的黑体轨迹的偏差(Δuv)为0.03以下的区域的颜色。
例如在将以[c1]的浓度(单位重量发光材料中的发光部位的数密度)含有在CIE1931色度坐标系中呈现坐标(x1,y1)的发光色的发光部位1的发光材料1和以[c2]的浓度含有呈现坐标(x2,y2)的发光色的发光部位2的发光材料2分别按照重量w1及w2组合使用时,有机EL元件的发光色的色坐标(Xo,Yo)可以根据以下的色度关系式来预测。
【数学式2】
xo = ( w 1 · [ c 1 ] w 1 · [ c 1 ] + w 2 · [ c 2 ] ) x 1 + ( w 2 · [ c 2 ] w 1 · [ c 1 ] + w 2 · [ c 2 ] ) y 2
yo = ( w 1 · [ c 1 ] w 1 · [ c 1 ] + w 2 · [ c 2 ] ) y 1 + ( w 2 · [ c 2 ] w 1 · [ c 1 ] + w 2 · [ c 2 ] ) y 2
在此,由于【数学式3】=【数学式4】,
【数学式3】
w 1 · [ c 1 ] w 1 · [ c 1 ] + w 2 · [ c 2 ]
【数学式4】
1 - w 2 · [ c 2 ] w 1 · [ c 1 ] + w 2 · [ c 2 ]
因此,上述的色度关系式可以按照以下方式进行变形。
【数学式5】
xo = ( 1 - w 2 · [ c 2 ] w 1 · [ c 1 ] + w 2 · [ c 2 ] ) x 1 + ( w 2 · [ c 2 ] w 1 · [ c 1 ] + w 2 · [ c 2 ] ) x 2
yo = ( 1 - w 2 · [ c 2 ] w 1 · [ c 1 ] + w 2 · [ c 2 ] ) y 1 + ( w 2 · [ c 2 ] w 1 · [ c 1 ] + w 2 · [ c 2 ] ) y 2
接着,若将作为参数部分的【数学式6】整理成m,
【数学式6】
w 2 · [ c 2 ] w 1 · [ c 1 ] + w 2 · [ c 2 ]
则色度关系式可以进一步按照以下方式进行变形。
【数学式7】
Xo=(x2-x1)m+x1
Yo=(y2-y1)m+y1
x1、y1及[c1]为发光材料1所固有的值,x2、y2及[c2]为发光材料2所固有的值,因此上述的色度关系式实质上被理解为基于各发光材料的重量w1及w2的线性函数。
当在同一层中含有发光材料1和发光材料2时,实际的有机EL元件的发光色容易因发光材料1的发光部位1与发光材料2的发光部位2之间的能量转移而产生与来自上述色度关系式的预测值的偏差。此种能量转移的影响在组合使用蓝色发光材料和红色发光材料时存在增大的倾向。尤其在目标有机EL元件的发光色为白色时,即便是微小的色偏差,也容易被察觉,使色偏差的问题变得显著。
本发明的有机EL元件减小了此种色偏差、实现了白色区域的发光色的微调整。
以下,结合该适合的实施方式对本发明的有机EL元件及其制造方法进行详细地说明。
[有机EL元件]
<2色混合系>
在一个实施方式中,本发明的有机EL元件,其特征在于,其具有一对电极和设置于该电极间的发光层、并且在CIE1931色度坐标系中呈现坐标Ao(Xo,Yo)的发光色,上述发光层的同一层中含有在CIE1931色度坐标系中呈现坐标A1(x1,y1)的发光色的白色发光材料A1和在CIE1931色度坐标系中呈现与坐标A1(x1,y1)不同的坐标A2(x2,y2)的发光色的白色发光材料A2,CIE1931色度坐标系中的坐标A1(x1,y1)与坐标A2(x2,y2)的距离LA1-A2满足LA1-A2<0.13。
通过按照使CIE1931色度坐标系中的坐标A1(x1,y1)与坐标A2(x2,y2)的距离LA1-A2满足LA1-A2<0.13的方式选择白色发光材料A1及A2,由此可以减小实际的元件的发光色与由上述色度关系式求得的发光色的预测值的色偏差。
另外,根据膜厚的不同,有时即使使用同一材料也会使有机EL元件的发光色的色度坐标发生变化。因此,在选择上述的白色发光材料A1及A2时,均以同一膜厚制作使用了白色发光材料A1的元件、使用了白色发光材料A2的元件、以及组合使用了白色发光材料A1和白色发光材料A2的元件,并且需要以测定各元件的发光色而求得的坐标Ao、坐标A1及坐标A2作为基准。
色度坐标的测定可以按照后述的实施例中记载的方法来实施。
从减小色偏差、容易对白色区域的发光色进行微调整的观点出发,优选使坐标A1(x1,y1)与坐标A2(x2,y2)的距离LA1-A2满足LA1-A2≤0.1。在距离LA1-A2满足LA1-A2≤0.1时,与混合该距离大的材料的情况相比,可以更容易地对白色区域中有机EL元件的发光色进行微调整。
作为白色发光材料A1及A2,只要满足上述的距离LA1-A2的条件,则可以使用任意的白色发光材料,可以使用磷光性发光材料及荧光性发光材料中的任意材料,也可以使用低分子系发光材料及高分子系发光材料中的任意材料。另外,白色发光材料A1只要在CIE1931色度坐标系中呈现坐标A1(x1,y1)的发光色,则可以单独使用一种白色发光材料,也可以使用发光色不同的两种以上的发光材料的混合物(以下,也称作“混合白色发光材料”。)。
同样,白色发光材料A2只要是在CIE1931色度坐标系中呈现坐标A2(x2,y2)的发光色,则可以单独使用一种白色发光材料,也可以使用混合白色发光材料。在使用混合白色发光材料作为白色发光材料A1时,白色发光材料A1中的发光部位的浓度只要对混合物所含的各发光材料中的发光部位的浓度进行加权平均而求得即可。在使用混合白色发光材料作为白色发光材料A2时,发光材料A2中的发光部位的浓度只要也同样地求得即可。
以下,示出能够用于混合白色发光材料的各色发光材料的例子。即使是具有同一骨架结构的发光材料,也可能因附带的侧链基不同而使得发光色发生变化,因此,以下的例示只是大致的基准。
作为红色(R)发光材料,可以使用磷光性的红色发光材料及荧光性的红色发光材料中的任意材料。
作为磷光性的红色发光材料,例如可列举金属原子与3个二齿配位体(bidentateligand)配位而成的金属配合物。作为这样的金属配合物,例如可列举三(苯基异喹啉)合铱(III)。金属配合物可以具有烷基及烷氧基等取代基。此外,磷光性的红色发光材料可以形成被1个以上的树状高分子(dendron)所围成的树状高分子聚合物(dendrimer)的核部。树状高分子优选为共轭树状高分子,并且优选具有用于使树状高分子聚合物增溶的表面基团。
作为荧光性的红色发光材料,例如可列举:香豆素衍生物、噻吩环化合物、噁二唑衍生物、噻二唑衍生物、以及它们的低聚物及聚合物;聚对亚苯基亚乙烯基衍生物;聚噻吩衍生物;聚芴衍生物等。
在使用红色发光高分子材料作为红色发光材料时,该红色发光高分子材料除含有包含发光部位的结构单元(发光性结构单元)以外还含有显示电荷传输性的结构单元等非发光性结构单元。作为非发光性结构单元,例如可列举来自芴衍生物的显示电荷传输性的结构单元。
作为绿色(G)发光材料,例如可列举:喹吖啶酮衍生物、香豆素衍生物及它们的聚合物;聚对亚苯基亚乙烯基衍生物;聚芴衍生物等。
在使用绿色发光高分子材料作为绿色发光材料时,该绿色发光高分子材料除含有包含发光部位的结构单元(发光性结构单元)以外还含有显示电荷传输性的结构单元等非发光性结构单元。作为非发光性结构单元,例如可列举来自芴衍生物的显示电荷传输性的结构单元。
作为蓝色(B)发光材料,例如可列举具有使2个以上芳香族碳环稠合而成的结构的化合物以及具有杂环结构的化合物。
作为2个以上芳香族碳环稠合而成的结构,例如可列举萘骨架、葸骨架、菲骨架、苯并[9,10]菲骨架、骨架、荧葸骨架、苯并荧葸骨架、芘骨架及苝骨架等。
作为其他蓝色发光材料,例如可列举:二苯乙烯基亚芳基衍生物、噁二唑衍生物及它们的聚合物;聚乙烯基咔唑衍生物;聚对亚苯基衍生物;聚芴衍生物等。
在使用蓝色发光高分子材料作为蓝色发光材料时,该蓝色发光高分子材料除含有包含发光部位的结构单元(发光性结构单元)以外还含有显示电荷传输性的结构单元等非发光性结构单元。作为非发光性结构单元,例如可列举来自芴衍生物的显示电荷传输性的结构单元。
混合白色发光材料可以将2种以上的发出蓝紫色、蓝色、蓝绿色、绿色、黄绿色、黄色、橙色、红色各色的光的材料混合来形成。
作为能够用于混合白色发光材料的发光材料,可以使用低分子系发光材料及高分子系发光材料中的任意材料。此外,也可以将高分子系发光材料和低分子系发光材料混合来形成混合白色发光材料。
在将2种发光材料混合而形成混合白色发光材料时,优选将呈现成补色关系的发光色的2种发光材料混合。作为呈现成补色关系的发光色的2种发光材料的组合,例如可列举:蓝色发光材料与黄色或橙色发光材料的组合、蓝绿色发光材料与红色发光材料的组合。
在形成混合白色发光材料时,优选将呈现除白色以外的发光色的高分子系发光材料和呈现与该高分子系发光材料不同的发光色的低分子系发光材料混合。此外,也可以将3种以上的发光材料混合而形成混合白色发光材料。
作为白色发光材料A1及A2,可以使用在分子中包含发出从蓝紫色到红色各色的光的多个发光部位的白色发光高分子材料。白色发光高分子材料的分子中包含至少2种发光部位。发光部位可以为磷光性发光部位,也可以为荧光性发光部位。此外,发光部位可以为高分子主链的一部分,也可以为侧链基的一部分。
在白色发光高分子材料包含2种发光部位时,优选包含呈现成补色关系的发光色的2种发光部位。作为呈现成补色关系的发光色的2种发光部位的组合,例如可列举:蓝色的发光部位与黄色或橙色的发光部位的组合、蓝绿色的发光部位与红色的发光部位的组合。
在白色发光高分子材料包含3种发光部位时,优选包含蓝色的发光部位、绿色的发光部位及红色的发光部位。
白色发光高分子材料还可以包含4种以上的发光部位。
以下,例示出能够作为白色发光高分子材料的发光部位而利用的发光部位。以下的例示以化合物的名称来进行,但是,在发光部位处于白色发光高分子材料的主链中时,以从该化合物导出的2价基团的形式存在,在发光部位处于侧链或主链末端时,以该化合物的1价基团的形式存在。
作为包含于白色发光高分子材料的发光部位,例如可列举色素系发光部位、金属配合物系发光部位及共轭高分子系发光部位。
作为色素系发光部位,例如可列举环戊胺衍生物、四苯基丁二烯衍生物、三苯基胺衍生物、噁二唑衍生物、吡唑并喹啉衍生物、二苯乙烯基苯衍生物、二苯乙烯基亚芳基衍生物、吡咯衍生物、噻吩环化合物、吡啶环化合物、吡酮(perinone)衍生物、苝衍生物、低聚噻吩衍生物、喹吖啶酮衍生物、香豆素衍生物等。
作为金属配合物系发光部位,例如可列举具有稀土金属(Ir、Pt、Tb、Eu及Dy等)、A1、Zn及Be等中心金属且具有噁二唑、噻二唑、苯基吡啶、苯基苯并咪唑及喹啉结构等配位体的金属配合物。优选为:铱配合物及铂配合物等具有来自三重激发态的发光的金属配合物;羟基喹啉铝配合物;苯并羟基喹啉铍配合物;苯并噁唑基锌配合物;苯并噻唑锌配合物;偶氮甲基锌配合物;卟啉锌配合物;或者菲咯啉铕配合物等。
作为共轭高分子系发光部位,例如可列举聚对亚苯基亚乙烯基衍生物、聚噻吩衍生物、聚对亚苯基衍生物、聚硅烷衍生物、聚乙炔衍生物、聚芴衍生物及聚乙烯基咔唑衍生物等。
白色发光高分子材料除含有包含发光部位的结构单元(发光性结构单元)以外还可以含有显示电荷传输性的结构单元等非发光性结构单元。作为非发光性结构单元,例如可列举来自芴衍生物的显示电荷传输性的结构单元。
在本发明中,优选使白色发光材料A1及A2中的至少一者为白色发光高分子材料。通过使用白色发光高分子材料作为白色发光材料A1及A2中的至少一者,可以容易且高精度地进行对白色区域的色坐标Ao(xo,Yo)的微调整。
在本发明中,更优选使白色发光材料A1及A2这两者均为白色发光高分子材料。白色高分子发光材料在高分子链(1分子)中以各个特定比例含有发光波长不同的多个发光部位。因此,与使用需要严密地调整多个发光材料的混合比的混合白色发光材料的情况相比,可以更高精度地实现呈现色坐标A1(x1,y1)的发光色的白色发光材料A1及呈现色坐标A2(x2,y2)的发光色的白色发光材料A2。在使用混合白色发光材料的情况下,在得到呈现色坐标A1(x1,y1)的发光色的白色发光材料A1时伴有色偏差的问题。
<3色混合系>
本发明的有机EL元件可以在同一层中除含有白色发光材料A1和白色发光材料A2外还含有白色发光材料A3,所述白色发光材料A3在CIE1931色度坐标系中呈现与坐标A1(x1,y1)及坐标A2(x2,y2)均不同的坐标A3(x3,y3)的发光色。
在本实施方式中,将基于白色发光材料A1和白色发光材料A2的总和的发光色的色坐标设为Ad(xd,yd)时,CIE1931色度坐标系中的坐标Ad(xd,yd)与坐标A3(x3,y3)的距离LAd-A3满足LAd-A3<0.13。
另外,坐标A1与坐标A2的距离LA1-A2的条件如上述的<2色混合系>中的记载所示。
在将基于白色发光材料A1和白色发光材料A2的总和的发光色的色坐标设为Ad(xd,yd)时,通过按照使CIE1931色度坐标系中的坐标Ad(xd,yd)与坐标A3(x3,y3)的距离LAd-A3满足LAd-A3<0.13的方式选择白色发光材料A1、A2及A3,可以减小实际的元件的发光色与由上述色度关系式求得的发光色的预测值的色偏差。
另外,在除使用白色发光材料A1及A2外还使用白色发光材料A3的本实施方式中,上述色度关系式中的重量w1为白色发光材料A1和A2的总重量,浓度[c1]只要对白色发光材料A1中的发光部位的浓度和白色发光材料A2中的发光部位的浓度进行加权平均而求得即可。
从减小色偏差的观点出发,优选使坐标Ad(xd,yd)与坐标A3(x3,y3)的距离LAd-A3满足LAd-A3≤0.1。在距离LAd-A3满足LAd-A3≤0.1时,可以容易地对白色区域中有机EL元件的发光色进行微调整。
作为白色发光材料A1、A2及A3,只要满足上述的距离LA1-A2及距离LAd-A3的条件,则可以使用任意的白色发光材料。作为白色发光材料,可以使用与上述<2色混合系>中所说明的白色发光材料相同的材料。另外,白色发光材料A3只要在CIE1931色度坐标系中呈现坐标A3(x3,y3)的发光色,则可以单独使用一种白色发光材料,也可以使用混合白色发光材料。在使用混合白色发光材料作为白色发光材料A3时,白色发光材料A3中的发光部位的浓度只要对混合物所含的各发光材料中的发光部位的浓度进行加权平均而求得即可。
在3色混合系中,也优选使白色发光材料A1及A2中的至少一者为白色发光高分子材料。通过使用白色发光高分子材料作为白色发光材料A1及A2中的至少一者,可以容易且高精度地对白色区域的色坐标Ao(Xo,Yo)进行微调整。
白色发光材料A3只要满足上述的距离LAd-A3的条件,则可以使用任意的白色发光材料,可以根据目标元件的色坐标Ao(Xo,Yo)进行选择。
在3色混合系中,也更优选使白色发光材料A1及A2这两者均为白色发光高分子材料。理由如上述<2色混合系>中的说明所示。
在本发明的有机EL元件中,发光层可以在不阻碍本发明效果的范围内含有除白色发光材料以外的成分(以下,称作“其他成分”。)。其他成分可以为1种,也可以为多种。
从降低有机EL元件的驱动电压的观点出发,作为发光层可含有的其他成分,优选电荷传输性材料。
作为电荷传输性材料,可以使用显示电荷传输性的公知的低分子化合物及高分子化合物。其中,作为电荷传输性材料,优选显示电荷传输性的高分子化合物。作为显示电荷传输性的高分子化合物,例如可列举具有选白亚芳基、2价芳香族杂环基及2价芳香族胺残基中的1种以上基团作为结构单元的高分子化合物。
在本发明的有机EL元件中,发光层中的白色发光材料的总含量通常为0.01~100重量%、优选为0.1~100重量%、更优选为0.3~100重量%。在发光材料为高分子发光材料时,发光层中的白色发光材料的总含量通常为80~100重量%、优选为90~100重量%、更优选为95~100%重量。
在使用电荷传输性材料的情况下,在将白色发光材料的总重量设为100重量份时,发光层中的电荷传输性材料的含量优选为100000~0重量份、更优选为10000~0重量份。在发光材料为高分子发光材料时,发光层中的电荷传输性材料的含量优选为20~0重量份、更优选为10~0重量份。
在本发明的有机EL元件中,发光层的厚度优选为1nm~1μm、更优选为5nm~500nm、进一步优选为10nm~200nm。
[有机EL元件的制造方法]
<2色混合系>
在一个实施方式中,本发明的有机EL元件的制造方法,其特征在于,所述有机EL元件具有一对电极和设置于该电极间的发光层、并且在CIE1931色度坐标系中呈现坐标Ao(Xo,Yo)的发光色,所述有机EL元件的制造方法包括:通过涂布含有在CIE1931色度坐标系中呈现坐标A1(x1,y1)的发光色的白色发光材料A1、在CIE1931色度坐标系中呈现与坐标A1(x1,y1)不同的坐标A2(x2,y2)的发光色的白色发光材料A2和溶剂的涂布液而形成发光层的工序,CIE1931色度坐标系中的坐标A1(x1,y1)与坐标A2(x2,y2)的距离LA1-A2满足LA1-A2<0.13。
距离LA1-A2的优选范围、以及白色发光材料A1及A2的优选例均如之前的叙述所示。
作为涂布液中所使用的溶剂,例如可列举:氯仿、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、1,1,2-三氯乙烷、氯苯及邻二氯苯等氯系溶剂;苯甲醚、四氢呋喃及二噁烷等醚系溶剂;苯、环己基苯、甲苯及二甲苯等芳香族烃系溶剂;环己烷、甲基环己烷、正戊烷、正己烷、正庚烷、正辛烷、正壬烷及正癸烷等脂肪族烃系溶剂;丙酮、甲乙酮及环己酮等酮系溶剂;乙酸乙酯、乙酸丁酯及乙基溶纤剂乙酸酯等酯系溶剂;乙二醇、乙二醇单丁基醚、乙二醇单乙基醚、乙二醇单甲基醚、二甲氧基乙烷、丙二醇、二乙氧基甲烷、三乙二醇单乙基醚、甘油及1,2-己二醇等多元醇系溶剂;甲醇、乙醇、丙醇、2-丙醇及环己醇等醇系溶剂;二甲基亚砜等亚砜系溶剂;N-甲基-2-吡咯烷酮及N,N-二甲基甲酰胺等酰胺系溶剂。
作为涂布涂布液的方法,并无特别限定,例如可列举流延法、旋涂法、棒涂法、刮涂法、辊涂法、凹版印刷法、丝网印刷法及喷墨法等。
在涂布涂布液后,使其干燥,并蒸馏除去溶剂,由此可以形成发光层。
<3色混合系>
在本发明的有机EL元件的制造方法中,通过涂布除含有白色发光材料A1和白色发光材料A2以外还含有在CIE1931色度坐标系中呈现与坐标A1(x1,y1)及坐标A2(x2,y2)均不同的坐标A3(x3,y3)的发光色的白色发光材料A3的涂布液,由此可以形成发光层。在本实施方式中,将基于白色发光材料A1和白色发光材料A2的总和的发光色的色坐标设为Ad(xd,yd)时,CIE1931色度坐标系中的坐标Ad(xd,yd)与坐标A3(x3,y3)的距离LAd-A3满足LAd-A3<0.13。
另外,坐标A1与坐标A2的距离LA1-A2的条件如上述的<2色混合系>中的记载所示。
距离LA1-A2及距离LAd-A3的优选范围、以及白色发光材料A1、A2及A3的优选例均如之前的叙述所示。
在本发明的有机EL元件的制造方法中,涂布液可以在不阻碍本发明效果的范围内含有除白色发光材料以外的成分(“其他成分”)。其他成分可以为1种,也可以为多种。
作为涂布液可以含有的其他成分,优选上述的电荷传输性材料。
在本发明的有机EL元件的制造方法中,以投入涂布液时的全部固体成分量为基准,涂布液中的白色发光材料的总含量通常为0.01~100重量%、优选为0.1~100重量%、更优选为0.3~100重量%。在发光材料为高分子发光材料时,涂布液中的白色发光材料的总含量通常为80~100重量%、优选为90~100重量%、更优选为95~100%重量。
在本说明书中,在涂布液中的白色发光材料的含量中所述的“以投入涂布液时的全部固体成分量为基准”是指:在计算涂布液中的白色发光材料的含量时,排除投入涂布液时使用的溶剂(实质上这些溶剂在发光层形成工序中会被蒸馏除去)的重量而以投入涂布液时所使用的全部固体成分的重量为基准。
在使用电荷传输性材料的情况下,将白色发光材料的总重量设为100重量份时,涂布液中的电荷传输性材料的含量优选为100000~0重量份、更优选为10000~0重量份。在发光材料为高分子发光材料时,涂布液中的电荷传输性材料的含量优选为20~0重量份、更优选为10~0重量份。
在本发明的有机EL元件的制造方法中,所形成的发光层的厚度优选为1nm~1μm、更优选为5nm~500nm、进一步优选为10nm~200nm。
以下,对本发明的有机EL元件可以采取的构成例、以及各层的构成及其形成方法进行说明。
本发明的有机EL元件具有一对电极和设置于该电极间的发光层作为必须构成要素,也可以在阳极与发光层之间、和/或发光层与阴极之间具有与发光层不同的其他层。
作为设置于阴极与发光层之间的层,例如可列举电子注入层、电子传输层及空穴阻挡层等。当在阴极与发光层之间设置电子注入层和电子传输层这两者时,将与阴极相接的层称作电子注入层,将除该电子注入层外的层称作电子传输层。
电子注入层具有改善来自阴极的电子注入效率的功能。电子传输层具有改善来自阴极、电子注入层或更接近阴极的电子传输层的电子注入的功能。
空穴阻挡层具有阻止空穴传输的功能。另外,在电子注入层和/或电子传输层具有阻止空穴传输的功能时,这些层会兼作空穴阻挡层。
对于空穴阻挡层具有阻止空穴传输的功能而言,例如可以制作仅流通空穴电流的元件、并利用该电流值的减少来确认阻止效果。
作为设置于阳极和发光层之间的层,例如可列举空穴注入层、空穴传输层及电子阻挡层等。当在阳极与发光层之间设置空穴注入层和空穴传输层这两者时,将与阳极相接的层称作空穴注入层,将除该空穴注入层外的层称作空穴传输层。
空穴注入层具有改善来自阳极的空穴注入效率的功能。空穴传输层具有改善来自阳极、空穴注入层或更接近阳极的空穴传输层的空穴注入的功能。
电子阻挡层具有阻止电子传输的功能。另外,在空穴注入层和/或空穴传输层具有阻止电子传输的功能时,这些层会兼作电子阻挡层。
对于电子阻挡层具有阻止电子传输的功能而言,例如可以制作仅流通电子电流的元件、并利用所测定的电流值的减少来确认阻止电子传输的效果。
有机EL元件可以采取的层构成的例子如以下所示。
a)阳极/发光层/阴极
b)阳极/空穴注入层/发光层/阴极
c)阳极/空穴注入层/发光层/电子注入层/阴极
d)阳极/空穴注入层/发光层/电子传输层/电子注入层/阴极
e)阳极/空穴注入层/空穴传输层/发光层/阴极
f)阳极/空穴注入层/空穴传输层/发光层/电子注入层/阴极
g)阳极/空穴注入层/空穴传输层/发光层/电子传输层/电子注入层/阴极
h)阳极/发光层/电子注入层/阴极
i)阳极/发光层/电子传输层/电子注入层/阴极
(在此,记号“/”表示夹持记号“/”的各层相邻地层叠。以下相同。)
具有上述构成的有机EL元件通常被设置于基板上。可以考虑发光效率和寿命而对所形成的层的顺序、层的数量及各层的厚度进行适当设定。有机EL元件通常以使阳极配置于基板侧的方式被设置于基板上,但是也可以以使阴极配置于基板侧的方式被设置于基板上。例如当在基板上制作a)~i)的各有机EL元件时,在使阳极配置于基板侧的形态中,从阳极侧(各构成a~i的左侧)起依次在基板上层叠各层,在使阴极配置于基板侧的形态中,从阴极(各构成a~i的右侧)起依次在基板上层叠各层。有机EL元件可以为从基板侧出射光的底部发射型,也可以为从与基板相反的一侧出射光的顶部发射型。
以下,对构成有机EL元件的各层的材料及形成方法进行更具体地说明。
<基板>
基板适合使用在制造有机EL元件的工序中不发生化学变化的基板,可使用例如玻璃、塑料、高分子膜及硅板、以及将它们层叠而成的基板等。另外,可以在基板中预先形成用于驱动有机EL元件的驱动电路。
<阳极>
在从发光层放射的光通过阳极而出射的构成的有机EL元件的情况下,阳极使用显示光透射性的电极。作为显示光透射性的电极,可以使用电导率高的金属氧化物、金属硫化物及金属等的薄膜。其中,优选使用光透射率高的薄膜。例如可以使用包含氧化铟、氧化锌、氧化锡、ITO、铟锌氧化物(Indium Zinc Oxide:简称IZO)、金、铂、银及铜等的薄膜,其中,优选使用包含ITO、IZO或氧化锡的薄膜。作为阳极的形成方法,可列举真空蒸镀法、溅射法、离子镀法、镀敷法等。此外,作为该阳极,可以使用聚苯胺或其衍生物、聚噻吩或其衍生物等有机物的透明导电膜。
在阳极中可以使用反射光的材料,作为该材料,优选功函数为3.0eV以上的金属、金属氧化物、金属硫化物。
阳极的厚度可以考虑光的透射性、电导率等进行适当确定。阳极的厚度例如为10nm~10μm、优选为20nm~1μm、更优选为50nm~500nm。
<空穴注入层>
作为构成空穴注入层的空穴注入材料,例如可列举:氧化钒、氧化钼、氧化钌及氧化铝等氧化物;苯基胺系化合物;星状爆炸型胺系化合物;酞菁系化合物;无定形碳;聚苯胺;以及聚噻吩衍生物等。
作为空穴注入层的形成方法,例如可列举由含有空穴注入材料的涂布液进行的成膜。另外,空穴注入层可以利用已经说明过的涂布法等或者与该方法不同的规定的公知方法来形成。
空穴注入层的厚度的最佳值根据所使用的材料的不同而异,可以考虑所需的特性及成膜的简易性等而进行适当确定。空穴注入层的厚度例如为1nm~1μm、优选为2nm~500nm、更优选为5nm~200nm。
<空穴传输层>
本发明的有机发光元件具有的空穴传输层包含空穴传输材料。空穴传输材料只要是发挥空穴传输功能的有机化合物,则并无特别限定。作为空穴传输材料的具体例,可列举:聚乙烯基咔唑或其衍生物、聚硅烷或其衍生物、在侧链或主链具有芳香族胺的聚硅氧烷衍生物、吡唑啉衍生物、芳基胺衍生物、二苯乙烯衍生物、三苯基二胺衍生物、聚苯胺或其衍生物、聚噻吩或其衍生物、聚吡咯或其衍生物、聚芳基胺或其衍生物、聚(对亚苯基亚乙烯基)或其衍生物、聚芴衍生物、具有芳香族胺残基的高分子化合物、以及聚(2,5-亚噻吩基亚乙烯基)或其衍生物。
空穴传输材料优选为高分子化合物、例如聚合物。这是由于:若空穴传输材料为高分子化合物,则成膜性提高,使有机发光元件的发光性均匀化。例如,空穴传输材料是聚苯乙烯换算的数均分子量为10000以上、优选3.0×104~5.0×105、更优选6.0×104~1.2×105的聚合物。此外,空穴传输材料是聚苯乙烯换算的重均分子量为1.0×104以上、优选5.0×104~1.0×106、更优选1.0×105~6.0×105的聚合物。
具体而言,作为该空穴传输材料,可例示日本特开昭63-70257号公报、日本特开昭63-175860号公报、日本特开平2-135359号公报、日本特开平2-135361号公报、日本特开平2-209988号公报、日本特开平3-37992号公报、日本特开平3-152184号公报中记载的材料等。
其中,作为空穴传输材料,优选聚乙烯基咔唑或其衍生物、聚硅烷或其衍生物、在侧链或主链具有芳香族胺化合物基团的聚硅氧烷衍生物、聚苯胺或其衍生物、聚噻吩或其衍生物、聚芴衍生物、具有芳香族胺残基的高分子化合物、聚(对亚苯基亚乙烯基)或其衍生物、以及聚(2,5-亚噻吩基亚乙烯基)或其衍生物等高分子空穴传输材料,更优选聚乙烯基咔唑或其衍生物、聚硅烷或其衍生物、在侧链或主链具有芳香族胺的聚硅氧烷衍生物、聚芴衍生物、具有芳香族胺残基的高分子化合物。在空穴传输材料为低分子化合物时,优选将其分散于高分子粘合剂后再使用。
例如可以利用阳离子聚合或自由基聚合从乙烯基单体得到聚乙烯基咔唑或其衍生物。
作为聚硅烷或其衍生物,可例示《化学综述》(Chem.Rev.)第89卷、1359页(1989年)、英国专利GB2300196号公开说明书中记载的化合物等。合成方法也可以使用这些文献中记载的方法,但是特别优选使用Kipping法。
对于聚硅氧烷或其衍生物而言,硅氧烷骨架结构几乎不具有空穴传输性,因此优选使用在侧链或主链具有低分子空穴传输材料的结构的聚硅氧烷或其衍生物。特别优选在侧链或主链具有空穴传输性的芳香族胺的聚硅氧烷或其衍生物。
空穴传输材料优选为具有式(1)所示的亚芴基的聚合物。这是由于,在使其与具有稠环或多个芳香环的有机化合物接触而制成有机发光元件的空穴传输层时,使空穴注入效率提高,并且使驱动时的电流密度变高。
【化学式1】
式(1)中,R1及R2可以相同或不同,并且独立地表示氢原子、烷基、烷氧基、芳基或1价杂环基。
作为烷基,例如可列举碳原子数1~10的烷基。作为烷氧基,例如可列举碳原子数1~10的烷氧基。作为芳基,例如可列举苯基、萘基等。作为1价杂环基,例如可列举吡啶基等。
芳基及1价杂环基可以具有取代基。作为取代基,从提高空穴传输材料的溶解性的观点出发,例如可列举碳原子数1~10的烷基、碳原子数1~10的烷氧基等。
此外,芳基及1价杂环基的取代基可以具有交联基。作为交联基,例如可列举乙烯基、乙炔基、丁炔基、具有丙烯酸结构的基团、具有丙烯酸酯结构的基团、具有丙烯酰胺结构的基团、具有甲基丙烯酸结构的基团、具有甲基丙烯酸酯结构的基团、具有甲基丙烯酰胺结构的基团、具有乙烯基醚结构的基团、乙烯基氨基、具有硅烷醇结构的基团、具有小元环(例如环丙烷、环丁烷、环氧化物、氧杂环丁烷、二乙烯酮(diketene)、环硫化物(episulfide)等)的基团等。
以下示出优选的亚芴基的具体例。
【化学式2】
特别优选的空穴传输材料为含有上述亚芴基和芳香族叔胺化合物的结构作为重复单元的聚合物、例如聚芳基胺系聚合物。
作为含有芳香族叔胺化合物的结构的重复单元,例如可列举下述式(2)所示的重复单元。
【化学式3】
式(2)中,Ar1、Ar2、Ar3及Ar4独立地表示亚芳基或2价杂环基。Ar5、Ar6及Ar7独立地表示芳基或1价杂环基。或者也可以代替Ar6和Ar7表示上述基团而使Ar6和Ar7与所键合的氮原子一起形成环。m及n独立地表示0或1。
作为亚芳基,例如可列举亚苯基等,作为2价杂环基,例如可列举亚吡啶基等。这些基团可以具有取代基。
作为芳基,例如可列举苯基、萘基等,作为1价杂环基,例如可列举噻吩基、呋喃基、吡啶基等。这些基团可以具有取代基。
从空穴传输材料的溶解性的观点出发,作为亚芳基、芳基、2价杂环基及1价杂环基可以具有的取代基,优选烷基、烷氧基、芳基,更优选烷基。作为烷基,例如可列举碳原子数1~10的烷基。作为烷氧基,例如可列举碳原子数1~10的烷氧基。作为芳基,例如可列举苯基、萘基等。
此外,取代基可以具有交联基。作为交联基,例如可列举乙烯基、乙炔基、丁炔基、具有丙烯酸结构的基团、具有丙烯酸酯结构的基团、具有丙烯酰胺结构的基团、具有甲基丙烯酸结构的基团、具有甲基丙烯酸酯结构的基团、具有甲基丙烯酰胺结构的基团、具有乙烯基醚结构的基团、乙烯基氨基、具有硅烷醇结构的基团、具有小元环(例如环丙烷、环丁烷、环氧化物、氧杂环丁烷、二乙烯酮、环硫化物等)的基团等。
Ar1、Ar2、Ar3及Ar4优选为亚芳基、更优选为亚苯基。Ar5、Ar6及Ar7优选为芳基、更优选为苯基。
进而,Ar2中的碳原子和Ar3中的碳原子可以直接键合或者经由-O-、-S-等2价基团进行键合。
从单体的合成容易性的观点出发,优选使m及n为0。
作为式(2)所示的重复单元的具体例,可列举下述重复单元等。
【化学式4】
形成空穴传输层的方法并无限制,在空穴传输材料为低分子化合物时,可列举由该低分子化合物和高分子粘合剂的混合溶液进行成膜的方法。此外,在空穴传输材料为高分子化合物时,可列举由溶液进行成膜的方法。
作为在由溶液进行成膜的方法中使用的溶剂,只要是使空穴传输材料溶解的溶剂,则并无特别限制。作为该溶剂,例如可列举:氯仿、二氯甲烷、二氯乙烷等氯系溶剂;四氢呋喃等醚系溶剂;甲苯、二甲苯等芳香族烃系溶剂;丙酮、甲乙酮等酮系溶剂;乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙基溶纤剂乙酸酯等酯系溶剂。
作为由溶液进行成膜的方法,例如可列举旋涂法、流延法、微型凹版涂布法、凹版涂布法、棒涂法、辊涂法、线棒涂布法、浸涂法、喷涂法、丝网印刷法、柔版印刷法、胶版印刷法、喷墨印刷法等涂布法。
作为高分子粘合剂,优选不会极度阻碍电荷传输的高分子粘合剂。此外,适合使用对可见光的吸收不强的高分子粘合剂。作为该高分子粘合剂,例如可列举聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚硅氧烷等。
空穴传输层的厚度的最佳值根据所使用的材料的不同而异,只要按照使驱动电压和发光效率达到适当值的方式进行选择即可,需要为至少不会产生针孔的厚度,若过厚,则元件的驱动电压变高,故不优选。该空穴传输层的厚度例如为1nm~1μm、优选为2nm~500nm、更优选为5nm~200nm。
<电子传输层>
作为构成电子传输层的电子传输材料,可以使用公知的材料。作为构成电子传输层的电子传输材料,例如可列举:噁二唑衍生物、葸醌二甲烷或其衍生物、苯醌或其衍生物、萘醌或其衍生物、葸醌或其衍生物、四氰基葸醌二甲烷或其衍生物、芴酮衍生物、二苯基二氰基乙烯或其衍生物、联苯醌衍生物;或者8-羟基喹啉或其衍生物的金属配合物、聚喹啉或其衍生物、聚喹喔啉或其衍生物、聚芴或其衍生物等。
其中,作为电子传输材料,优选:噁二唑衍生物、苯醌或其衍生物、葸醌或其衍生物;或者8-羟基喹啉或其衍生物的金属配合物、聚喹啉或其衍生物、聚喹喔啉或其衍生物、聚芴或其衍生物。更优选2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑、苯醌、葸醌、三(8-羟基喹啉)铝、聚喹啉。
对于电子传输层的形成方法并无特别限制。在使用低分子的电子传输材料时,作为电子传输层的形成方法的例子,可列举由粉末进行的真空蒸镀法、由溶液或熔融状态进行的成膜,在使用高分子的电子传输材料时,可列举由溶液或熔融状态进行的成膜。另外,在实施由溶液或熔融状态进行的成膜时,可以并用高分子粘合剂。电子传输层可以利用规定的公知方法来形成。
电子传输层的厚度的最佳值根据所使用的材料的不同而异,可以考虑所需的特性及成膜的简易性等而适当确定。电子传输层的厚度例如为1nm~1μm、优选为2nm~500nm、更优选为5nm~200nm。
<电子注入层>
构成电子注入层的材料可以根据发光层的种类而适当选择最佳的材料。作为构成电子注入层的材料,例如可列举碱金属、碱土金属、含有碱金属及碱土金属中的1种以上金属的合金、碱金属或碱土金属的氧化物、碱金属或碱土金属的卤化物、碱金属或碱土金属的碳酸盐、或者这些物质的混合物等。作为碱金属、碱金属的氧化物、碱金属的卤化物及碱金属的碳酸盐的例子,可列举锂、钠、钾、铷、铯、氧化锂、氟化锂、氧化钠、氟化钠、氧化钾、氟化钾、氧化铷、氟化铷、氧化铯、氟化铯、碳酸锂等。此外,作为碱土金属、碱土金属的氧化物、碱土金属的卤化物、碱土金属的碳酸盐的例子,可列举镁、钙、钡、锶、氧化镁、氟化镁、氧化钙、氟化钙、氧化钡、氟化钡、氧化锶、氟化锶、碳酸镁等。电子注入层可以由层叠有2层以上的层叠体构成,例如可列举LiF/Ca等。电子注入层可以利用蒸镀法、溅射法、印刷法等规定的公知方法来形成。电子注入层的厚度优选为1nm~1μm左右。
<阴极>
作为阴极的材料,优选功函数小、容易对发光层注入电子且电导率高的材料。此外,在从阳极侧提取光的有机EL元件中,利用阴极使从发光层所放射的光反射到阳极侧,使发光效率提高,故优选。因此,作为阴极的材料,优选可见光反射率高的材料。作为阴极的材料,例如可以使用碱金属、碱土金属、过渡金属及周期表第13族金属等。作为阴极的材料,例如可以使用:锂、钠、钾、铷、铯、铍、镁、钙、锶、钡、铝、钪、钒、锌、钇、铟、铈、钐、铕、铽及镱等金属;上述金属中的2种以上金属的合金;上述金属中的1种以上金属与金、银、铂、铜、锰、钛、钴、镍、钨、锡中的1种以上金属的合金;或者石墨或石墨层间化合物等。作为合金的例子,可列举镁-银合金、镁-铟合金、镁-铝合金、铟-银合金、锂-铝合金、锂-镁合金、锂-铟合金、钙-铝合金等。此外,作为阴极,可以使用包含导电性金属氧化物及导电性有机物等的透明导电性电极。具体而言,作为导电性金属氧化物,可列举氧化铟、氧化锌、氧化锡、ITO及IZO,作为导电性有机物,可列举聚苯胺或其衍生物、聚噻吩或其衍生物等。另外,阴极可以由层叠有2层以上的层叠体构成。另外,有时也使用电子注入层作为阴极。
阴极的厚度可以考虑电导率和耐久性而进行适当设定。阴极的厚度例如为10nm~10μm、优选为20nm~1μm、更优选为50nm~500nm。作为阴极的形成方法,例如可列举真空蒸镀法、溅射法或对金属薄膜进行热压接的层压法等。
以上说明的有机EL元件可以适合用于曲面状或平面状的照明装置例如作为扫描仪的光源使用的面状光源、以及显示装置中。
作为具备有机EL元件的显示装置,例如可列举段式显示装置、点矩阵显示装置等。在点矩阵显示装置中包括有源矩阵显示装置及无源矩阵显示装置等。在有源矩阵显示装置、无源矩阵显示装置中,有机EL元件作为构成各像素的发光元件来使用。此外,在段式显示装置中,有机EL元件作为构成各段的发光元件或背光源来使用,在液晶显示装置中,有机EL元件作为背光源来使用。
实施例
以下示出实施例对本发明进行详细地说明,但是本发明不受以下实施例的限定。
本实施例中记载的化学结构式的烷基通常为直链烷基。
对于数均分子量及重均分子量而言,利用尺寸排阻色谱法(SEC)求出聚苯乙烯换算的数均分子量及重均分子量。将SEC中的流动相为有机溶剂的情况称作凝胶渗透色谱法(Gel Permeation Chromatography、GPC)。另外,该GPC的分析条件如下所述。
将测定试样以约0.05重量%的浓度溶解于四氢呋喃中,向GPC(岛沣制作所制、商品名:LC-10Avp)中注入10μl。GPC的流动相使用四氢呋喃(流速2.0ml/分钟)。色谱柱使用PLgel MIXED-B(Polymer Laboratories制)。检测器使用UV-VIS检测器(岛沣制作所制、商品名:SPD-10Avp)。
实施例中所使用的高分子材料的发射光谱的测定如下所述地实施。使作为测定试样的高分子材料溶解于二甲苯中,并将所得的溶液使用旋涂法涂布于石英基板上。按照得到厚度大致为60nm的高分子材料膜的方式调整溶液浓度及旋涂的条件,从而实施了涂布。发射光谱的测定装置使用荧光分光光度计(日本分光株式会社制、MODEL:FP-6500)。
-CIE1931色度坐标的测定方法-
实施例中制作出的有机EL元件的发光色的CIE1931色度坐标使用高灵敏度分光检测器MCPD-9800(大塚电子(株)制)进行了测定。
另外,将实施例中制作出的有机EL元件的发光层设定为同一膜厚(65nm)。
对于实施例中使用的2种白色发光高分子材料而言,发光材料中的发光部位的浓度大致相同。
制备例1(涂布液1的制备)
白色发光高分子材料1使用铃木聚合法进行了聚合。所得的白色发光高分子材料1的构成单元及各构成单元的摩尔比如表1所示。摩尔比基于投料比来计算。在此,具有Ir配合物结构的构成单元为形成高分子末端的构成单元。所得的白色发光高分子材料1的聚苯乙烯换算的重均分子量(Mw)为2.14×105。此外,对所得白色发光高分子材料1的发射光谱进行了测定,结果发射峰波长为466nm、515nm、617nm。
【表1】
(表1)
使白色发光高分子材料1(色温度7180K、白黑体轨迹的偏差[Δuv]0.003)溶解于苯甲醚和环己基苯(重量比1∶1)的混合溶剂中,制备成涂布液1(白色发光高分子材料1的浓度为1.2重量%)。
制备例2(涂布液2的制备)
白色发光高分子材料2使用铃木聚合法进行了聚合。所得的白色发光高分子材料2的构成单元及各构成单元的摩尔比如表2所示。摩尔比基于投料比来计算。在此,具有Ir配合物结构的构成单元为形成高分子末端的构成单元。所得的白色发光高分子材料2的聚苯乙烯换算的Mw为2.34×105。此外,对所得的白色发光高分子材料2的发射光谱进行了测定,结果发射峰波长为466nm、515nm、617nm。
【表2】
(表2)
使白色发光高分子材料2(色温度4950K、自黑体轨迹的偏差[Δuv]-0.018)溶解于苯甲醚和环己基苯(重量比1∶1)的混合溶剂中,制备成涂布液2(白色发光高分子材料2的浓度为1.2重量%)。
<实施例1>
利用狭缝涂布法在设有ITO透明阳极的玻璃基板上涂布PEDOT:PSS涂布液(Heraeus公司制AI4081),在200℃下进行真空干燥,形成了厚度60nm的空穴注入层。
接着,使空穴传输性高分子化合物A溶解于苯甲醚和环己基苯(重量比1∶1)的混合溶剂中,并将所制备成的0.5重量%的空穴传输层用涂布液利用旋涂法涂布于空穴注入层上,在氮气气氛下于180℃干燥60分钟,形成了厚度为20nm的空穴传输层。
准备多个形成有按照上述方式制作出的空穴传输层的基板。利用旋涂法在各基板上分别涂布涂布液1、涂布液2、涂布液1和涂布液2的混合液,在氮气气氛下于130℃干燥20分钟,形成了厚度65nm的发光层。
之后,将形成有发光层的基板分别放入真空蒸镀装置中,蒸镀NaF,形成了厚度4nm的电子注入层。再真空蒸镀A1,形成了厚度100nm的阴极。
最后,在N2气气氛下使用UV固化性树脂将形成有阴极的基板与玻璃密封基板贴合并进行密封,制作成有机EL元件。
在实施例1中,白色发光高分子材料1相当于“发光材料A1”,白色发光高分子材料2相当于“发光材料A2”。
对所得的各有机EL元件使用直流电源进行驱动、以1000cd/m2使其发光,并对此时的CIE1931色度坐标进行了测定,结果使用涂布液1制作出的有机EL元件的发光色的CIE1931色度坐标A1为(0.303,0.319),使用涂布液2制作出的有机EL元件的发光色的CIE1931色度坐标A2为(0.343,0.316)。另外,CIE1931色度坐标系中的坐标A1与坐标A2的距离LA1-A2为0.040。
有机EL元件的发光色的CIE1931色度坐标x及y相对于白色发光高分子材料1和白色发光高分子材料2的混合比的变化呈现良好的线性,与基于色度关系式的预测值的偏差小。

Claims (8)

1.一种有机电致发光元件,其具有一对电极和设置于该电极间的发光层、并且在CIE1931色度坐标系中呈现坐标Ao(Xo,Yo)的发光色,
所述发光层的同一层中含有在CIE1931色度坐标系中呈现坐标A1(x1,y1)的发光色的白色发光材料A1和在CIE1931色度坐标系中呈现与坐标A1(x1,y1)不同的坐标A2(x2,y2)的发光色的白色发光材料A2,
CIE1931色度坐标系中的坐标A1(x1,y1)与坐标A2(x2,y2)的距离LA1-A2满足LA1-A2<0.13。
2.根据权利要求1所述的有机电致发光元件,其中,所述发光层的同一层中除含有所述白色发光材料A1和所述白色发光材料A2以外还含有白色发光材料A3,所述白色发光材料A3在CIE1931色度坐标系中呈现与坐标A1(x1,y1)及坐标A2(x2,y2)均不同的坐标A3(x3,y3)的发光色,
在将基于白色发光材料A1和白色发光材料A2的总和的发光色的色坐标设为Ad(xd,yd)时,CIE1931色度坐标系中的坐标Ad(xd,yd)与坐标A3(x3,y3)的距离LAd-A3满足LAd-A3<0.13。
3.根据权利要求1或2所述的有机电致发光元件,其中,所述白色发光材料A1及A2中的至少一者为白色发光高分子材料。
4.根据权利要求3所述的有机电致发光元件,其中,所述白色发光材料A1及A2这两者均为白色发光高分子材料。
5.一种有机电致发光元件的制造方法,所述有机电致发光元件具有一对电极和设置于该电极间的发光层、并且在CIE1931色度坐标系中呈现坐标Ao(Xo,Yo)的发光色,
所述有机电致发光元件的制造方法包括:通过涂布含有在CIE1931色度坐标系中呈现坐标A1(x1,y1)的发光色的白色发光材料A1、在CIE1931色度坐标系中呈现与坐标A1(x1,y1)不同的坐标A2(x2,y2)的发光色的白色发光材料A2和溶剂的涂布液而形成发光层的工序,
CIE1931色度坐标系中的坐标A1(x1,y1)与坐标A2(x2,y2)的距离LA1-A2满足LA1-A2<0.13。
6.根据权利要求5所述的有机电致发光元件的制造方法,其中,所述涂布液还含有白色发光材料A3,所述白色发光材料A3在CIE1931色度坐标系中呈现与坐标A1(x1,y1)及坐标A2(x2,y2)均不同的坐标A3(x3,y3)的发光色,
在将基于所述白色发光材料A1和所述白色发光材料A2的总和的发光色的色坐标设为Ad(xd,yd)时,CIE1931色度坐标系中的坐标Ad(xd,yd)与坐标A3(x3,y3)的距离LAd-A3满足LAd-A3<0.13。
7.根据权利要求5或6所述的有机电致发光元件的制造方法,其中,所述白色发光材料A1及A2中的至少一者为白色发光高分子材料。
8.根据权利要求7所述的有机电致发光元件的制造方法,其中,所述白色发光材料A1及A2这两者均为白色发光高分子材料。
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